JP2017159867A - Power-assisted bicycle and pedal effort calculation method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power-assisted bicycle which facilitates transmission of pedal effort as an electric signal and a pedal effort calculation method suitable for the bicycle.SOLUTION: A power-assisted bicycle 1 comprises: pedals 24 capable of applying a driving torque to a wheel drive shaft 12 through a crank shaft 21; assist drive means 32 for applying an assist torque to the wheel drive shaft 12 for assisting rotation and drive of a drive wheel 11; load detection means 40 for detecting pedal effort applied to the pedals 24; and control means 70 for controlling the assist drive means 32. The load detection means 40 comprises load detection means 41 capable of measuring a weight applied to a saddle 14, storage means 42 for storing the weight measured by the load detection means 41, and calculation means 43 for calculating the pedal effort based on a change amount of the weight in a prescribed period.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電動モータを補助動力とする電動アシスト自転車及びそれに適したペダル踏力算出方法に関する。   The present invention relates to an electric assist bicycle using an electric motor as auxiliary power and a pedal depression force calculation method suitable for the electric assist bicycle.

自転車のペダル踏力に応じて動力の補助(アシスト)用の電動モータのアシスト量(駆動力)を制御し、快適に走行できるようにした電動アシスト自転車が知られている(例えば、特許文献1)。   An electrically assisted bicycle is known in which the assist amount (driving force) of an electric motor for assisting power is controlled in accordance with the pedal depression force of the bicycle so that the bicycle can run comfortably (for example, Patent Document 1). .

図5は、特許文献1に記載の電動アシスト自転車900の外観を示す側面図である。図6は、図5に示す電動アシスト自転車900の制御系を示すブロック図である。図5及び図6に示すように、ペダル部913には、ペダルクランク913Aの周辺にトルクセンサ935、クランク周波数発生器(クランクFG)936が設けられ、ペダルクランク913Aに発生するトルクの検出や回転数の検出を行うようになっている。また、前輪部902には、アシスト駆動用のモータ951と、このモータ951の駆動を制御するモータドライバ952と、このモータドライバ952を制御するモータコントローラ953が設けられている。   FIG. 5 is a side view showing an appearance of the electrically assisted bicycle 900 described in Patent Document 1. As shown in FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the electrically assisted bicycle 900 shown in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, the pedal portion 913 is provided with a torque sensor 935 and a crank frequency generator (crank FG) 936 around the pedal crank 913 </ b> A to detect and rotate the torque generated in the pedal crank 913 </ b> A. The number is detected. Further, the front wheel portion 902 is provided with a motor 951 for assist driving, a motor driver 952 for controlling the driving of the motor 951, and a motor controller 953 for controlling the motor driver 952.

ビークルコントローラ931では、トルクセンサ935によりペダル部913からの踏力を検出して、それに応じたアシスト力をモータユニット950にシリアル通信ラインによって送出する。また、表示部ユニット940の操作スイッチ942からの入力によって、自転車のモードをさまざまに変えることが可能である。また、自転車の速度や電池の残量などのさまざまな情報を表示部941に表示することができる。   In the vehicle controller 931, the torque sensor 935 detects the pedaling force from the pedal unit 913, and sends the assisting force corresponding thereto to the motor unit 950 through the serial communication line. In addition, the bicycle mode can be changed variously by an input from the operation switch 942 of the display unit 940. Various information such as the speed of the bicycle and the remaining battery level can be displayed on the display unit 941.

これらの構成を備えることによって、状況に応じたアシストが可能である。   By providing these configurations, it is possible to assist according to the situation.

特開2004−306818号公報JP 2004-306818 A

しかしながら、従来の構成では、ペダル踏力を検出するためにトルクセンサ935をペダル部913に装着する必要があった。具体的には、ペダル部913に連結されたクランク軸を回転させるときに生じる回転トルクを、トルクセンサ935が電気信号に変換して伝送する。原理的に、軸の回転トルクを測定する物理的手法は簡単なものでなく、トルクセンサ935が大型化したり重くなったりしてしまう。また、トルクセンサ935の測定部がクランク軸と一体に回転する場合には、その測定部から伝送する電気信号の伝達機構(配線の接続構造等)も難しいものとなってしまう。   However, in the conventional configuration, it is necessary to attach the torque sensor 935 to the pedal portion 913 in order to detect the pedal effort. Specifically, the torque sensor 935 converts the rotational torque generated when the crankshaft connected to the pedal portion 913 is rotated into an electrical signal and transmits the electrical signal. In principle, the physical method of measuring the rotational torque of the shaft is not simple, and the torque sensor 935 becomes large and heavy. In addition, when the measurement unit of the torque sensor 935 rotates integrally with the crankshaft, a transmission mechanism (such as a wiring connection structure) of an electric signal transmitted from the measurement unit becomes difficult.

本発明は、上述した課題を解決するもので、ペダル踏力を電気信号として伝送することが容易な電動アシスト自転車及びそれに適したペダル踏力算出方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a power-assisted bicycle that can easily transmit a pedal depression force as an electric signal and a pedal depression force calculation method suitable for the bicycle.

本発明の電動アシスト自転車は、駆動輪の回転軸である車輪駆動軸と、前記駆動輪が回転可能に前記車輪駆動軸を軸支するフレームと、前記フレームに配設され乗車者が着座可能なサドルと、前記フレームに回動可能に軸支されたクランク軸と、前記クランク軸の両端から延出されたアームに保持されるとともに少なくとも前記クランク軸を介して前記車輪駆動軸に駆動トルクを付与可能なペダルと、前記車輪駆動軸にアシストトルクを付与することによって前記駆動輪の回転駆動を補助するアシスト駆動手段と、前記ペダルに加えられたペダル踏力を検出する負荷検出手段と、前記アシスト駆動手段を制御する制御手段と、を有する電動アシスト自転車であって、前記負荷検出手段は、前記サドルに加わる重量を計測可能な荷重検出手段と、前記荷重検出手段によって計測される重量を記憶する記憶手段と、所定の期間における前記重量の変動量に基づいて前記ペダル踏力を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。   An electric assist bicycle according to the present invention includes a wheel drive shaft that is a rotation shaft of a drive wheel, a frame that pivotally supports the wheel drive shaft so that the drive wheel can rotate, and a seat that is disposed on the frame and can be seated by a passenger. A saddle, a crankshaft pivotally supported by the frame, and an arm extending from both ends of the crankshaft are held and at least a driving torque is applied to the wheel drive shaft via the crankshaft. Possible pedal, assist drive means for assisting rotational driving of the drive wheel by applying assist torque to the wheel drive shaft, load detection means for detecting pedal depression force applied to the pedal, and the assist drive A power-assisted bicycle having control means for controlling the means, wherein the load detection means is a load detection means capable of measuring a weight applied to the saddle. Wherein to a storage means for storing the weight measured by the load detecting means, characterized in that it comprises a calculation means for calculating the pedal force based on the amount of variation of the weight in a predetermined period.

この構成によれば、回転運動する部位以外に取り付けた荷重検出手段によって計測された重量の変動量からペダルに加えられた踏力を算出しているので、信号の伝送を容易にすることができる。したがって、ペダル踏力の測定における信号の伝送が容易な電動アシスト自転車を提供することができる。   According to this configuration, since the pedaling force applied to the pedal is calculated from the amount of change in weight measured by the load detecting means attached to a part other than the part that rotates, signal transmission can be facilitated. Therefore, it is possible to provide an electrically assisted bicycle that can easily transmit a signal for measuring the pedal effort.

また、本発明の電動アシスト自転車において、前記クランク軸の回転を検出する回転検出手段を有し、前記制御手段は、前記回転検出手段の回転検出結果と、前記負荷検出手段によって検出された前記ペダル踏力と、に基づいて、付与する前記アシストトルクのトルク量を制御することが好ましい。   The electric assist bicycle according to the present invention further includes a rotation detection unit that detects the rotation of the crankshaft, and the control unit detects a rotation detection result of the rotation detection unit and the pedal detected by the load detection unit. It is preferable to control the torque amount of the assist torque to be applied based on the pedal effort.

この構成によれば、ペダルの回転数を検出することで、走行状態に応じた適切なアシストトルクのトルク量に調整することができる。これにより、過剰なアシストが生じる可能性を減らし、過剰なアシストによる事故の防止を行うことができる。   According to this configuration, by detecting the number of rotations of the pedal, it is possible to adjust the torque amount to an appropriate assist torque according to the traveling state. As a result, the possibility of excessive assist is reduced, and accidents due to excessive assist can be prevented.

また、本発明の電動アシスト自転車において、前記クランク軸と前記駆動輪との間に設けられ、複数種類の変速比に切り替え可能な変速手段と、前記変速手段の変速比を検知可能な変速比検知手段と、を有し、前記制御手段は、前記変速比検知手段が検知した前記変速手段の変速比と、前記回転検出手段の回転検出結果と、前記負荷検出手段によって検出された前記ペダル踏力と、に基づいて付与する前記アシストトルクのトルク量を制御することが好適である。   In the electrically assisted bicycle according to the present invention, a transmission means provided between the crankshaft and the drive wheel and capable of switching to a plurality of types of transmission ratios, and a transmission ratio detection capable of detecting a transmission ratio of the transmission means. And the control means includes: a speed ratio of the speed change means detected by the speed ratio detection means; a rotation detection result of the rotation detection means; and the pedal depression force detected by the load detection means. It is preferable to control the torque amount of the assist torque to be applied based on.

この構成によれば、選択されている変速手段の状態と走行状態に合わせて、より適切なアシストトルクのトルク量に調整することができる。   According to this configuration, it is possible to adjust the torque amount of the assist torque more appropriately according to the state of the selected transmission unit and the traveling state.

また、本発明の電動アシスト自転車において、前記フレームに接続されたハンドル部に配設された速度表示手段を有し、前記速度表示手段は、前記変速比検知手段が検知した前記変速手段の変速比と、前記回転検出手段の回転検出結果と、に基づいて走行速度を算出して表示することが好適である。   The electric assist bicycle according to the present invention further includes speed display means disposed on a handle portion connected to the frame, wherein the speed display means is a speed ratio of the speed change means detected by the speed ratio detection means. It is preferable to calculate and display the traveling speed based on the rotation detection result of the rotation detection means.

この構成によれば、クランク軸の回転検出手段と変速比検知手段とを用いて走行速度を算出することができるので、速度計測手段を兼用できる。   According to this configuration, the traveling speed can be calculated using the crankshaft rotation detecting means and the gear ratio detecting means, so that the speed measuring means can also be used.

また、本発明のペダル踏力算出方法は、クランク軸に連結されたペダルに加えられたペダル踏力を算出するペダル踏力算出方法であって、着座部にかかる重量を所定の時間間隔で計測するステップと、所定の期間における前記重量を記憶し、前記重量の変動量を算出するステップと、前記変動量から前記ペダル踏力を算出するステップと、を有することを特徴とする。   Further, the pedal depression force calculation method of the present invention is a pedal depression force calculation method for calculating a pedal depression force applied to a pedal connected to a crankshaft, and measuring a weight applied to a seating portion at a predetermined time interval. Storing the weight in a predetermined period, calculating a variation amount of the weight, and calculating the pedal effort from the variation amount.

この構成によれば、踏力で生じる反力によって着座部にかかる重量が変化するのを計測してペダル踏力を算出できるので、回転部位にトルクセンサを取り付ける必要がない。   According to this configuration, the pedal depression force can be calculated by measuring the change in the weight applied to the seating portion due to the reaction force generated by the depression force, so that it is not necessary to attach a torque sensor to the rotating part.

本発明の電動アシスト自転車によれば、回転運動する部位以外に取り付けた荷重検出手段によって計測された重量の変動量からペダルに加えられた踏力を算出しているので、信号の伝送を容易にすることができる。したがって、ペダル踏力の測定における信号の伝送が容易な電動アシスト自転車を提供することができる。   According to the electrically assisted bicycle of the present invention, the pedaling force applied to the pedal is calculated from the amount of variation in the weight measured by the load detecting means attached to a part other than the part that rotates, thereby facilitating signal transmission. be able to. Therefore, it is possible to provide an electrically assisted bicycle that can easily transmit a signal for measuring the pedal effort.

また、本発明のペダル踏力算出方法によれば、踏力で生じる反力によって着座部にかかる重量が変化するのを計測してペダル踏力を算出できるので、回転部位にトルクセンサを取り付ける必要がない。   Further, according to the pedal depression force calculation method of the present invention, it is possible to calculate the pedal depression force by measuring the change in weight applied to the seating portion due to the reaction force generated by the depression force, so there is no need to attach a torque sensor to the rotating part.

第1実施形態の電動アシスト自転車の外観を示す側面図である。It is a side view showing the appearance of the electrically assisted bicycle of the first embodiment. 第1実施形態の電動アシスト自転車の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electrically assisted bicycle of 1st Embodiment. 第1実施形態の電動アシスト自転車の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the electrically assisted bicycle of 1st Embodiment. 第1実施形態の電動アシスト自転車の制御事例を示すグラフであり、図4(a)は計測した重量の時間変化を走行速度とともに示したグラフであり、図4(b)は算出したペダル踏力の時間変化をアシスト無しのときに想定されるペダル踏力とともに示したグラフであり、図4(c)はアシストトルクのトルク量の時間変化を示したグラフである。FIG. 4A is a graph showing a control example of the electrically assisted bicycle according to the first embodiment, FIG. 4A is a graph showing a time change of the measured weight together with a traveling speed, and FIG. 4B is a graph showing the calculated pedal depression force. It is the graph which showed the time change with the pedal depression force assumed when there is no assist, and FIG.4 (c) is the graph which showed the time change of the torque amount of assist torque. 従来の電動アシスト自転車の外観を示す側面図である。It is a side view which shows the external appearance of the conventional electrically assisted bicycle. 従来の電動アシスト自転車の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the conventional electrically assisted bicycle.

[第1実施形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For easy understanding, the dimensions of the drawings are appropriately changed.

図1は、第1実施形態の電動アシスト自転車1の外観を示す側面図である。図2は、電動アシスト自転車1の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a side view showing an appearance of the electrically assisted bicycle 1 of the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the electrically assisted bicycle 1.

本実施形態の電動アシスト自転車1は、乗車者の負荷を軽減するように電動のアシストトルクによる補助力を発生させるものである。電動アシスト自転車1は、図1に示すように、通常の自転車と同様のフレーム13と、駆動輪11及び前輪17と、乗車者が着座可能なサドル14と、乗車者が手を使って保持するハンドル部15と、乗車者の足で踏むペダル24とを有している。   The electrically assisted bicycle 1 of the present embodiment generates an assisting force by an electrically assisted torque so as to reduce the load on the passenger. As shown in FIG. 1, the electrically assisted bicycle 1 is held by a frame 13, a drive wheel 11 and a front wheel 17, a saddle 14 on which a rider can sit, and a rider using his / her hands. It has a handle portion 15 and a pedal 24 that is stepped on by a rider's foot.

ペダル24は、乗車者の右足用の右ペダル24aと左足用の左ペダル24bとがセットになっていて、駆動部30に取り付けられたクランク軸21の両端から延出されたアーム22a、22bの先端に設けられたペダル軸23a、23bに保持されている。   The pedal 24 is a set of a right pedal 24a for the rider's right foot and a left pedal 24b for the left foot, and the arms 22a and 22b extended from both ends of the crankshaft 21 attached to the drive unit 30. It is held by pedal shafts 23a and 23b provided at the tip.

駆動部30には、例えば、歯車とチェーンが内蔵されている。ペダル24は、クランク軸21を介して、車輪駆動軸12に駆動トルクを付与することができる。   The drive unit 30 includes, for example, a gear and a chain. The pedal 24 can apply drive torque to the wheel drive shaft 12 via the crankshaft 21.

図2に示すように、駆動部30には変速手段31が内蔵されている。変速手段31は、クランク軸21と駆動輪11との間に設けられ、複数種類の変速比に切り替え可能な構造を備えている。変速手段31の状態は変速比検知手段60によって検出されている。変速比検知手段60は、例えば光学式や磁気式の位置センサであり、変速手段31の具体的構成に対応して構成されている。   As shown in FIG. 2, a speed change means 31 is built in the drive unit 30. The transmission means 31 is provided between the crankshaft 21 and the drive wheel 11 and has a structure that can be switched to a plurality of types of transmission ratios. The state of the transmission means 31 is detected by the transmission ratio detection means 60. The transmission ratio detection means 60 is, for example, an optical or magnetic position sensor, and is configured corresponding to the specific configuration of the transmission means 31.

さらに、本実施形態の電動アシスト自転車1は、通常の自転車と異なり、駆動部30に、アシスト駆動手段32と、回転検出手段50とを有している。さらに、電動アシスト自転車1は、乗車者の負荷を検出する負荷検出手段40と、アシスト駆動手段32を制御する制御手段70とを有している。   Furthermore, the electric assist bicycle 1 of the present embodiment has an assist drive means 32 and a rotation detection means 50 in the drive unit 30, unlike a normal bicycle. Furthermore, the electrically assisted bicycle 1 has a load detection means 40 for detecting the load of the passenger and a control means 70 for controlling the assist drive means 32.

アシスト駆動手段32は、駆動輪11の回転駆動を補助するものであり、より具体的には、バッテリーからの電力で動作する電動モータが駆動輪11の回転軸である車輪駆動軸12に取り付けられている。バッテリーは商用電力から充電したり、電動モータからの回生電力で充電したりすることができる。   The assist drive means 32 assists the rotational drive of the drive wheel 11, and more specifically, an electric motor that operates with electric power from the battery is attached to the wheel drive shaft 12 that is the rotation shaft of the drive wheel 11. ing. The battery can be charged from commercial power or charged from regenerative power from an electric motor.

回転検出手段50は、クランク軸21の回転を検出するものであり、より具体的には、クランク軸21とともに回転する磁石を備え、回転に伴う磁場の変化を磁気センサによって検出する磁気式の回転センサである。なお、回転検出手段50は磁気式の回転センサに限らず、光学式や抵抗式等、他の方式であってもよい。なお、回転検出手段50は、回転角度を高分解能で検出できることが好ましく、例えば、5度程度の分解能を備えたものが使用される。   The rotation detecting means 50 detects the rotation of the crankshaft 21. More specifically, the rotation detecting means 50 includes a magnet that rotates together with the crankshaft 21, and a magnetic rotation that detects a change in the magnetic field accompanying the rotation by a magnetic sensor. It is a sensor. The rotation detecting means 50 is not limited to a magnetic rotation sensor, and may be another method such as an optical method or a resistance method. In addition, it is preferable that the rotation detection means 50 can detect a rotation angle with high resolution, for example, what has a resolution of about 5 degrees is used.

負荷検出手段40は、乗車者の負荷として、乗車者がペダル24に加えるペダル踏力の大きさを検出するものである。より具体的には、負荷検出手段40は、後述するように、荷重検出手段41と記憶手段42と算出手段43とを備えている。   The load detection means 40 detects the magnitude of the pedal effort applied by the rider to the pedal 24 as the load on the rider. More specifically, the load detection unit 40 includes a load detection unit 41, a storage unit 42, and a calculation unit 43, as will be described later.

制御手段70は、マイクロコンピュータや電源等から構成され、フレーム13に固定されている。制御手段70には、負荷検出手段40によって算出されたペダル踏力と、回転検出手段50によって検出されたクランク軸21の回転と、変速比検知手段60によって検出された変速比とから、アシストトルクによる補助力を制御する。   The control means 70 is composed of a microcomputer, a power source and the like, and is fixed to the frame 13. The control means 70 uses the assist torque based on the pedal depression force calculated by the load detection means 40, the rotation of the crankshaft 21 detected by the rotation detection means 50, and the speed ratio detected by the speed ratio detection means 60. Control auxiliary power.

また、本実施形態の電動アシスト自転車1は、図1に示すように、ハンドル部15に速度表示手段80が取り付けられている。電動アシスト自転車1は、上述したように、クランク軸21の回転を検出する回転検出手段50と、変速手段31の状態を検出する変速比検知手段60とを備えているので、これらによって駆動輪11の回転速度が算出できる。したがって、電動アシスト自転車1の走行速度を算出することができ、速度表示手段80に走行速度を表示させることが可能である。   Further, as shown in FIG. 1, the electrically assisted bicycle 1 of the present embodiment has a speed display means 80 attached to the handle portion 15. As described above, the electrically assisted bicycle 1 includes the rotation detecting means 50 for detecting the rotation of the crankshaft 21 and the speed ratio detecting means 60 for detecting the state of the speed changing means 31. Can be calculated. Therefore, the traveling speed of the electrically assisted bicycle 1 can be calculated, and the traveling speed can be displayed on the speed display means 80.

本実施形態の電動アシスト自転車1は、負荷検出手段40がペダル24やクランク軸21に装着されたものでなく、乗車者が着座するサドル14の荷重変化からペダル踏力を算出するものであることに特徴を有している。従来のトルクセンサのようにペダル24やクランク軸21に装着する場合には、回転する部材に生じる回転トルクを検出するために、複雑な構造であったり、大型化したり重くなったりしてしまう問題があった。また、従来の構成で、測定部がクランク軸21と一体に回転する場合には、その測定部から伝送する電気配線の接続構造等も難しいものとなってしまう問題があった。本実施形態の電動アシスト自転車1では、これらの問題を解決することができる。   The electrically assisted bicycle 1 according to the present embodiment is not one in which the load detecting means 40 is attached to the pedal 24 or the crankshaft 21, but to calculate the pedal depression force from the load change of the saddle 14 on which the rider sits. It has characteristics. When mounted on the pedal 24 or the crankshaft 21 as in a conventional torque sensor, the problem is that the structure is complicated, large, or heavy in order to detect the rotational torque generated in the rotating member. was there. Further, in the conventional configuration, when the measurement unit rotates integrally with the crankshaft 21, there is a problem that the connection structure of the electrical wiring transmitted from the measurement unit becomes difficult. In the electrically assisted bicycle 1 of the present embodiment, these problems can be solved.

これらの問題を解決するために、本実施形態の電動アシスト自転車1の負荷検出手段40は、荷重検出手段41と記憶手段42と算出手段43とを備え、サドル14をフレーム13に固定する位置に荷重検出手段41が配設されている。荷重検出手段41は、サドル14に乗車者が着座することによって生じる重量を計測する。記憶手段42は、荷重検出手段41によって計測された重量を記憶しておくものであり、半導体記憶装置等からなる。算出手段43は、ペダル踏力を算出するものであり、マイクロコンピュータ等からなる。   In order to solve these problems, the load detection means 40 of the electrically assisted bicycle 1 of this embodiment includes a load detection means 41, a storage means 42, and a calculation means 43, and is located at a position where the saddle 14 is fixed to the frame 13. Load detecting means 41 is provided. The load detection means 41 measures the weight generated when the passenger sits on the saddle 14. The storage means 42 stores the weight measured by the load detection means 41, and is composed of a semiconductor storage device or the like. The calculating means 43 calculates pedal depression force, and consists of a microcomputer or the like.

次に、本実施形態の電動アシスト自転車1の制御について、図3及び図4を参照して説明する。図3は、電動アシスト自転車1の制御を示すフローチャートである。図4は、電動アシスト自転車1の制御事例を示すグラフであり、図4(a)は計測した重量の時間変化を走行速度とともに示したグラフであり、図4(b)は算出したペダル踏力の時間変化をアシスト無しのときに想定されるペダル踏力とともに示したグラフであり、図4(c)はアシストトルクのトルク量の時間変化を示したグラフである。   Next, control of the electrically assisted bicycle 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a flowchart showing the control of the electrically assisted bicycle 1. FIG. 4 is a graph showing a control example of the electrically assisted bicycle 1, FIG. 4 (a) is a graph showing the time change of the measured weight together with the traveling speed, and FIG. 4 (b) is a graph showing the calculated pedal depression force. It is the graph which showed the time change with the pedal depression force assumed when there is no assist, and FIG.4 (c) is the graph which showed the time change of the torque amount of assist torque.

図3に示すように、電動アシスト自転車1は、電動のアシストトルクによる補助力を発生させるために、スイッチをオンにする。スイッチがオフの状態では補助力を生じない。電動アシスト自転車1に乗車者が着座してスイッチをオンにすると、着座部Sにかかる重量を計測するステップST1を開始する。   As shown in FIG. 3, the electrically assisted bicycle 1 turns on a switch in order to generate an assist force by an electrically assisted torque. No auxiliary force is generated when the switch is off. When the rider sits on the electrically assisted bicycle 1 and turns on the switch, step ST1 for measuring the weight applied to the seat S is started.

図3のフローチャートにおけるペダル踏力算出方法は、着座部Sにかかる重量を所定の時間間隔で計測するステップST1と、所定の期間における重量を記憶し、重量の変動量を算出するステップST2と、変動量からペダル踏力を算出するステップST3とを有する。なお、着座部Sにかかる重量とは、乗車者の着座によって加わった重量であるが、サドル14の重量を含む総重量であってもよい。   The pedal depression force calculation method in the flowchart of FIG. 3 includes step ST1 for measuring the weight applied to the seat S at predetermined time intervals, step ST2 for storing the weight in a predetermined period, and calculating the amount of change in weight, Step ST3 for calculating the pedal depression force from the amount. In addition, although the weight concerning the seating part S is the weight added by the passenger's seating, the total weight including the weight of the saddle 14 may be sufficient.

ステップST1では、荷重検出手段41によって、所定の時間間隔で周期的に重量を計測する。ステップST2では、測定開始直後に計測された重量を、乗車者が着座してペダルを踏み込む前の初期重量として記憶する。さらに、所定の時間間隔で計測された重量を記憶するとともに、初期重量からの重量の変動量を算出し、この変動量を記憶する。なお、初期重量より重量が増加するときは、乗車者が着座した初期重量を正しく計測できていなかった可能性があるので、それまでの変動量から、より正しいと推測される初期重量に置き換える。続いて、ステップST3では、記憶された重量の変動量からペダル踏力を算出する。   In step ST1, weight is periodically measured by the load detection means 41 at predetermined time intervals. In step ST2, the weight measured immediately after the start of measurement is stored as the initial weight before the rider sits down and depresses the pedal. Further, the weight measured at a predetermined time interval is stored, the amount of variation in weight from the initial weight is calculated, and the amount of variation is stored. When the weight increases from the initial weight, there is a possibility that the initial weight on which the rider is seated may not have been correctly measured. Therefore, the initial weight that is estimated to be more correct is replaced with the amount of fluctuation up to that time. Subsequently, in step ST3, the pedal effort is calculated from the stored variation in weight.

電動アシスト自転車1の走行中、ペダル踏力は周期的に変化する。乗車者がペダル24を踏み込んで加えるペダル踏力の反力によって、荷重検出手段41で計測される重量が減少する。このとき、ペダル踏力が周期的に変化するのに伴い、荷重検出手段41で計測される重量が周期的に減少する。本実施形態のペダル踏力算出方法では、荷重検出手段41で計測される初期重量から重量が減少した変動量の大きさは、乗車者がペダル24を踏み込んで加えるペダル踏力の大きさであるとして、ペダル踏力を算出している。なお、乗車者がペダル24に全体重を掛けている(例えば、乗車者がサドル14から臀部を浮かせた状態でペダル24を漕いでいる、いわゆる立ち漕ぎしている)ときには、算出されたペダル踏力は、走行に要するペダル踏力より大きな値となる。   While the power-assisted bicycle 1 is traveling, the pedal effort changes periodically. The weight measured by the load detection means 41 is reduced by the reaction force of the pedal depression force applied by the rider depressing the pedal 24. At this time, as the pedal effort changes periodically, the weight measured by the load detection means 41 decreases periodically. In the pedal depression force calculation method of the present embodiment, the magnitude of the amount of variation in which the weight is reduced from the initial weight measured by the load detection means 41 is the magnitude of the pedal depression force applied by the rider depressing the pedal 24. The pedal effort is calculated. When the rider puts the pedal 24 on the whole weight (for example, when the rider is pedaling the pedal 24 with the buttocks lifted from the saddle 14, so-called standing), the calculated pedal depression force is calculated. Is greater than the pedal effort required for travel.

この構成によれば、着座部Sにかかる重量を計測してペダル踏力を算出できるので、電動アシスト自転車1の回転部位にトルクセンサを取り付ける必要がない。また、荷重検出手段41が回転運動する部位以外に取り付けられるので、負荷検出手段40の電気配線等が容易である。   According to this configuration, the pedal depression force can be calculated by measuring the weight applied to the seat portion S, so that it is not necessary to attach a torque sensor to the rotating part of the electrically assisted bicycle 1. In addition, since the load detection means 41 is attached to a portion other than the part that rotates, the electrical wiring of the load detection means 40 is easy.

さらに、重量を計測する荷重検出手段41として、小型・軽量の荷重センサを用いることができる。荷重センサには、例えば、ひずみによって抵抗値が変化する抵抗体や、ひずみによって起電力を発生する圧電体等の方式のものが使用できる。   Furthermore, a small and light load sensor can be used as the load detection means 41 for measuring the weight. As the load sensor, for example, a resistor that changes its resistance value due to strain or a piezoelectric body that generates an electromotive force due to strain can be used.

なお、負荷検出手段40は、荷重検出手段41と記憶手段42と算出手段43とを備えるとしたが、記憶手段42及び算出手段43が制御手段70に内蔵された構成であってもよい。例えば、荷重検出手段41がサドル14を固定する位置に取り付けられ、配線等によって制御手段70に電気接続され、制御手段70が記憶手段42及び算出手段43の機能を兼用する構成となる。   The load detection unit 40 includes the load detection unit 41, the storage unit 42, and the calculation unit 43. However, the storage unit 42 and the calculation unit 43 may be included in the control unit 70. For example, the load detection means 41 is attached to a position where the saddle 14 is fixed and is electrically connected to the control means 70 by wiring or the like, and the control means 70 is configured to share the functions of the storage means 42 and the calculation means 43.

ステップST4では、乗車者がペダル24を踏み込んでクランク軸21を回転させていれば、回転検出手段50によって、クランク軸21の回転が検出される。なお、スイッチがオンになった開始直後は、初期重量の計測だけであるから、ステップST2は計測した重量を記憶するだけであり、このときステップST3及びステップST4はスキップされる。そして、初期重量の計測だけでステップST3でのペダル踏力を算出していないときは、ステップST1に戻って着座部Sにかかる重量を再計測する手順から繰り返す。また、ステップST3でのペダル踏力がゼロであったり、ステップST4でのクランク軸21の回転が検出されてしなかったりする場合、乗車者が着座していたとしても、まだ走行しようとしていないと見なされ、ステップST1に戻る。   In step ST4, if the rider has stepped on the pedal 24 to rotate the crankshaft 21, the rotation detecting means 50 detects the rotation of the crankshaft 21. Note that immediately after the switch is turned on, only the initial weight is measured, so step ST2 only stores the measured weight, and step ST3 and step ST4 are skipped at this time. When the pedal depression force at step ST3 is not calculated only by measuring the initial weight, the procedure returns to step ST1 and repeats the procedure for re-measurement of the weight applied to the seating portion S. Also, if the pedal effort at step ST3 is zero, or if the rotation of the crankshaft 21 is not detected at step ST4, even if the rider is seated, it is considered that he is not yet going to travel. Then, the process returns to step ST1.

回転検出手段50がクランク軸21の回転を僅かでも検出すれば、ステップST5で、停止状態の電動アシスト自転車1を走行させようとしているものと判断される。そして、ステップST4でクランク軸21の回転が検出され、ステップST5で走行状態と判断されると、ステップST6で、変速比検知手段60によって変速手段31の状態が検出される。変速比検知手段60によって変速比が分かるので、クランク軸21の回転速度と駆動輪11の径とを用いて、ステップST7で走行速度が算出される。なお、走行開始直後は停止状態の速度ゼロから徐々に走行速度が大きくなるが、変速手段31の変速比は乗車者の好みや路面状況により異なる。また、速度表示手段80には、ステップST7で算出された走行速度を表示することができる。   If the rotation detecting means 50 detects even a slight rotation of the crankshaft 21, it is determined in step ST5 that the stopped electric assist bicycle 1 is going to run. Then, when the rotation of the crankshaft 21 is detected in step ST4 and it is determined that the vehicle is running in step ST5, the speed ratio detecting means 60 detects the state of the speed change means 31 in step ST6. Since the transmission ratio is known by the transmission ratio detection means 60, the traveling speed is calculated in step ST7 using the rotational speed of the crankshaft 21 and the diameter of the drive wheels 11. Note that immediately after the start of traveling, the traveling speed gradually increases from zero in the stopped state, but the speed ratio of the transmission means 31 varies depending on the preference of the rider and the road surface condition. The speed display means 80 can display the traveling speed calculated in step ST7.

図4(a)に示すように、走行前は初期重量が計測され、ペダル踏力はゼロである。乗車者がペダル24を踏み込んでクランク軸21を回転させると、ペダル24を踏み込んだ反力によって着座部Sにかかる重量が減少する。このときの初期重量からの変動量から、図4(b)に示すペダル踏力が算出される。なお、図4(b)に示す「R」は右ペダル24aを踏み込んでいることを表し、「L」は左ペダル24bを踏み込んでいることを表している。右ペダル24aと左ペダル24bとが交互に踏み込まれるので、重量の変動量及びペダル踏力は周期的な増減を繰り返すことになる。このように、走行開始直後のペダル踏力が大きくなると、図3に示すステップST8で、アシストトルクによる補助力が必要であると判断され、ステップST9に移行する。一方、この事例と異なり、ペダル踏力が小さい場合(例えば、下り坂)はアシストトルクによる補助力を必要としないので、ステップST9には移行せず、ステップST1に戻る。   As shown in FIG. 4A, the initial weight is measured before running and the pedal effort is zero. When the rider depresses the pedal 24 and rotates the crankshaft 21, the weight applied to the seating portion S is reduced by the reaction force depressing the pedal 24. From the amount of change from the initial weight at this time, the pedal effort shown in FIG. 4B is calculated. In FIG. 4B, “R” represents that the right pedal 24a is depressed, and “L” represents that the left pedal 24b is depressed. Since the right pedal 24a and the left pedal 24b are stepped on alternately, the weight fluctuation amount and the pedal depression force are periodically increased and decreased. As described above, when the pedal depression force immediately after the start of traveling increases, it is determined in step ST8 shown in FIG. 3 that the assist force by the assist torque is necessary, and the process proceeds to step ST9. On the other hand, unlike this case, when the pedal depression force is small (for example, downhill), the assist force by the assist torque is not required, so the process does not proceed to step ST9 but returns to step ST1.

ステップST9では、算出されたペダル踏力及び走行速度に応じて、適切なアシストトルクのトルク量を算出する。図4(c)に示すように、走行開始直後は速度ゼロから加速していくためにペダル踏力が大きく、アシストトルクのトルク量が大きいことが好ましい。一定の加速状態になると、必要なトルク量は小さくてすむ。ステップST10では、算出されたトルク量を発生させるように電動モータを制御する。走行を停止する等、スイッチをオフするまで、ステップST1からの制御を所定の時間間隔で繰り返す。   In step ST9, an appropriate amount of assist torque is calculated according to the calculated pedal depression force and travel speed. As shown in FIG. 4C, it is preferable that the pedal depression force is large and the amount of assist torque is large because acceleration is performed from zero speed immediately after the start of traveling. When a certain acceleration state is reached, the amount of torque required is small. In step ST10, the electric motor is controlled so as to generate the calculated amount of torque. The control from step ST1 is repeated at a predetermined time interval until the switch is turned off, for example, the running is stopped.

なお、これらの制御は1秒以下の短時間で繰り返すことが好ましく、時間間隔が短ければ短いほど、より細やかな制御が可能である。   In addition, it is preferable to repeat these controls in a short time of 1 second or less, and finer control is possible, so that a time interval is short.

また、走行中に変速手段31の状態を変えると、クランク軸21の回転速度と走行速度との関係が変化する。例えば、加速中に変速比を大きくするとクランク軸21の回転速度が一定でも速度は大きくなる。また、一定速度を維持する場合に変速比を大きくすると、クランク軸21の回転速度を小さくすることができ、ペダル24をゆっくり漕ぐ動作とすることができる。   Further, if the state of the transmission means 31 is changed during traveling, the relationship between the rotational speed of the crankshaft 21 and the traveling speed changes. For example, if the gear ratio is increased during acceleration, the speed increases even if the rotation speed of the crankshaft 21 is constant. Further, if the gear ratio is increased when maintaining a constant speed, the rotational speed of the crankshaft 21 can be reduced and the pedal 24 can be operated slowly.

一定速度で走行中に、例えば上り坂があると、同じ変速比のままでは負荷が増加するのでペダル踏力がそれまでより大きくなったり、クランク軸21の回転速度も低下したりする。この状態を検出すると、アシストトルクのトルク量を大きくするように、トルク量が算出され、電動モータによる補助力が大きくなる。これによって、例えば上り坂であってもペダル踏力をほとんど大きくすることなく一定の速度を維持して走行することが可能となる。   If, for example, there is an uphill during traveling at a constant speed, the load increases with the same gear ratio, so that the pedal effort becomes larger than before, and the rotational speed of the crankshaft 21 also decreases. When this state is detected, the torque amount is calculated so as to increase the torque amount of the assist torque, and the assist force by the electric motor increases. Accordingly, for example, even on an uphill, it is possible to travel while maintaining a constant speed with almost no increase in pedal effort.

なお、図4(b)では、アシストトルク無しで同じ走行状態を得るために必要となるペダル踏力を点線で示している。点線と実線との差(例えば図4(b)のT1)がアシストトルクのトルク量に相当する。着座部Sにかかる重量からペダル踏力が算出され、ペダル踏力を増加させたときには、それ以上ペダル踏力を大きくしなくても走行できるようにアシストトルクのトルク量が大きくなる制御が行われていることが分かる。また、アシストトルク無しで生じるペダル踏力の感覚を損なうことがないように、アシストトルクのトルク量を増減させているので、アシストトルクによる補助力を発生させても通常の自転車の感覚で走行することできる。   In FIG. 4B, the pedal effort required to obtain the same traveling state without assist torque is indicated by a dotted line. A difference between the dotted line and the solid line (for example, T1 in FIG. 4B) corresponds to the torque amount of the assist torque. When the pedal depression force is calculated from the weight applied to the seating portion S and the pedal depression force is increased, control is performed to increase the amount of assist torque so that the vehicle can run without further increasing the pedal depression force. I understand. In addition, the torque amount of the assist torque is increased or decreased so as not to impair the feeling of pedaling force generated without assist torque, so even if assist force is generated by assist torque, you can drive like a normal bicycle. it can.

本実施形態の電動アシスト自転車1は、変速比検知手段60によって検出される変速比と、回転検出手段50によって検出される回転速度と、駆動輪11の径とから走行速度が算出される。このため、駆動輪11の回転を検出する手段を別途設けることなく、速度計測が可能であり、速度表示手段80に走行速度を表示することができる。したがって、別途、速度計測手段を設ける必要がないので、そのコストを削減できる。   In the electrically assisted bicycle 1 of the present embodiment, the traveling speed is calculated from the speed ratio detected by the speed ratio detecting means 60, the rotational speed detected by the rotation detecting means 50, and the diameter of the drive wheels 11. For this reason, speed measurement is possible without separately providing a means for detecting the rotation of the drive wheels 11, and the traveling speed can be displayed on the speed display means 80. Therefore, there is no need to provide a separate speed measuring means, and the cost can be reduced.

本実施形態の電動アシスト自転車1では、サドル14に乗車者が着座して、ペダル24を踏み込んでから、アシストトルクによる補助力を発生させるように設定されている。さらに、乗車者が着座しないで、スイッチをオンにしてペダル24を踏み込んだとしても補助力を発生させないようにしておくことが好ましい。このため、乗車者が着座しない状態で計測される重量を基準にして、乗車者の体重に相当する初期重量が計測されていることを制御開始の条件に加えておくことが望ましい。また、安全な走行速度の範囲を乗車者が設定して、その速度範囲でアシストトルクによる補助力が発生する制御を行うことが好ましい。また、アシストの強弱を乗車者の好みで選択できるように複数のモードを用意しておくことが好適である。   In the electrically assisted bicycle 1 of the present embodiment, the setting is made such that the assisting force by the assist torque is generated after the rider sits on the saddle 14 and depresses the pedal 24. Further, it is preferable that no auxiliary force is generated even if the passenger does not sit down and the switch is turned on and the pedal 24 is depressed. For this reason, it is desirable to add to the conditions for starting the control that the initial weight corresponding to the weight of the passenger is measured based on the weight measured without the passenger sitting. In addition, it is preferable that the rider sets a safe travel speed range and performs control to generate an assist force by the assist torque within the speed range. It is also preferable to prepare a plurality of modes so that the level of assist can be selected according to the passenger's preference.

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。   Hereinafter, the effect by having set it as this embodiment is demonstrated.

本実施形態の電動アシスト自転車1は、駆動輪11の回転軸である車輪駆動軸12と、駆動輪11が回転可能に車輪駆動軸12を軸支するフレーム13と、フレーム13に配設され乗車者が着座可能なサドル14と、フレーム13に回動可能に軸支されたクランク軸21と、クランク軸21の両端から延出されたアーム22a、22bに保持されるとともに少なくともクランク軸21を介して車輪駆動軸12に駆動トルクを付与可能なペダル24と、車輪駆動軸12にアシストトルクを付与することによって駆動輪11の回転駆動を補助するアシスト駆動手段32と、ペダル24に加えられたペダル踏力を検出する負荷検出手段40と、アシスト駆動手段32を制御する制御手段70とを有する。そして、負荷検出手段40は、サドル14に加わる重量を計測可能な荷重検出手段41と、荷重検出手段41によって計測される重量を記憶する記憶手段42と、所定の期間における重量の変動量に基づいてペダル踏力を算出する算出手段43とを備える。   The electrically assisted bicycle 1 according to this embodiment includes a wheel drive shaft 12 that is a rotation shaft of the drive wheels 11, a frame 13 that supports the wheel drive shaft 12 so that the drive wheels 11 can rotate, and a ride that is disposed on the frame 13. Is held by a saddle 14 on which a person can sit, a crankshaft 21 pivotally supported by the frame 13, and arms 22 a and 22 b extending from both ends of the crankshaft 21 and at least via the crankshaft 21. A pedal 24 capable of applying a driving torque to the wheel drive shaft 12, assist driving means 32 for assisting the rotational drive of the drive wheels 11 by applying an assist torque to the wheel drive shaft 12, and a pedal applied to the pedal 24 A load detecting means 40 for detecting the pedaling force and a control means 70 for controlling the assist driving means 32 are provided. The load detection means 40 is based on a load detection means 41 that can measure the weight applied to the saddle 14, a storage means 42 that stores the weight measured by the load detection means 41, and a fluctuation amount of the weight in a predetermined period. Calculating means 43 for calculating the pedal depression force.

この構成によれば、回転運動する部位以外に取り付けた荷重検出手段41によって計測された重量の変動量からペダル24に加えられたペダル踏力を算出しているので、信号の伝送を容易にすることができる。   According to this configuration, since the pedal depression force applied to the pedal 24 is calculated from the amount of variation in weight measured by the load detection means 41 attached to a portion other than the portion that rotates, the signal transmission is facilitated. Can do.

また、本実施形態の電動アシスト自転車1において、クランク軸21の回転を検出する回転検出手段50を有し、制御手段70は、回転検出手段50の回転検出結果と、負荷検出手段40によって検出されたペダル踏力と、に基づいて、付与するアシストトルクのトルク量を制御することが好ましい。   Further, the electrically assisted bicycle 1 of the present embodiment has a rotation detection means 50 that detects the rotation of the crankshaft 21, and the control means 70 is detected by the rotation detection result of the rotation detection means 50 and the load detection means 40. It is preferable to control the amount of assist torque to be applied based on the pedal depression force.

この構成によれば、ペダル24(クランク軸21)の回転数を検出することで、走行状態に応じた適切なアシストトルクのトルク量に調整することができる。これにより、過剰なアシストが生じる可能性を減らし、過剰なアシストによる事故の防止を行うことができる。   According to this configuration, by detecting the rotation speed of the pedal 24 (crankshaft 21), it is possible to adjust the torque amount to an appropriate assist torque according to the traveling state. As a result, the possibility of excessive assist is reduced, and accidents due to excessive assist can be prevented.

また、本実施形態の電動アシスト自転車1において、クランク軸21と駆動輪11との間に設けられ、複数種類の変速比に切り替え可能な変速手段31と、変速手段31の変速比を検知可能な変速比検知手段60と、を有し、制御手段70は、変速比検知手段60が検知した変速手段31の変速比と、回転検出手段50の回転検出結果と、負荷検出手段40によって検出されたペダル踏力とに基づいて付与するアシストトルクのトルク量を制御することが好適である。   Further, in the electrically assisted bicycle 1 of the present embodiment, a speed change means 31 provided between the crankshaft 21 and the drive wheel 11 and capable of switching to a plurality of types of speed change ratios, and a speed change ratio of the speed change means 31 can be detected. The control unit 70 is detected by the gear ratio of the transmission unit 31 detected by the transmission ratio detection unit 60, the rotation detection result of the rotation detection unit 50, and the load detection unit 40. It is preferable to control the amount of assist torque to be applied based on the pedal effort.

この構成によれば、選択されている変速手段31の状態と走行状態に合わせて、より適切なアシストトルクのトルク量に調整することができる。   According to this configuration, it is possible to adjust the torque amount of the assist torque more appropriately according to the state of the selected transmission unit 31 and the traveling state.

また、本実施形態の電動アシスト自転車1において、フレーム13に接続されたハンドル部15に配設された速度表示手段80を有し、速度表示手段80は、変速比検知手段60が検知した前記変速手段31の変速比と、回転検出手段50の回転検出結果とに基づいて走行速度を算出して表示することが好適である。   Further, the electrically assisted bicycle 1 of the present embodiment includes speed display means 80 disposed on the handle portion 15 connected to the frame 13, and the speed display means 80 is the speed change detected by the gear ratio detection means 60. It is preferable to calculate and display the traveling speed based on the gear ratio of the means 31 and the rotation detection result of the rotation detecting means 50.

この構成によれば、クランク軸21の回転検出手段50と変速比検知手段60とを用いて走行速度を算出することができるので、速度計測手段を兼用できる。   According to this configuration, since the traveling speed can be calculated using the rotation detecting means 50 and the gear ratio detecting means 60 of the crankshaft 21, the speed measuring means can also be used.

また、本実施形態のペダル踏力算出方法は、クランク軸21に連結されたペダル24に加えられたペダル踏力を算出するペダル踏力算出方法であって、着座部Sにかかる重量を所定の時間間隔で計測するステップST1と、所定の期間における重量を記憶し、重量の変動量を算出するステップST2と、変動量からペダル踏力を算出するステップST3と、を有することを特徴とする。   The pedal depression force calculation method of the present embodiment is a pedal depression force calculation method for calculating the pedal depression force applied to the pedal 24 connected to the crankshaft 21, and the weight applied to the seating portion S is calculated at predetermined time intervals. It has a step ST1 for measuring, a step ST2 for storing a weight in a predetermined period and calculating a variation amount of the weight, and a step ST3 for calculating a pedal depression force from the variation amount.

この構成によれば、踏力で生じる反力によって着座部Sにかかる重量が変化するのを計測してペダル踏力を算出できるので、回転部位にトルクセンサを取り付ける必要がない。   According to this configuration, since it is possible to calculate the pedal depression force by measuring the change in the weight applied to the seating portion S due to the reaction force generated by the depression force, it is not necessary to attach a torque sensor to the rotating portion.

以上のように、本発明の第1実施形態の電動アシスト自転車1を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。   As described above, the electrically assisted bicycle 1 according to the first embodiment of the present invention has been specifically described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It is possible to implement. For example, the present invention can be modified as follows, and these also belong to the technical scope of the present invention.

(1)本実施形態において、ペダル24からクランク軸21を介して車輪駆動軸12に駆動トルクを付与する駆動部30に、アシスト駆動手段32を付加しているが、アシスト駆動手段32を付加する車輪駆動軸を前輪17の車輪駆動軸に変更して、前輪17も駆動輪とするように構成してもよい。   (1) In this embodiment, although the assist drive means 32 is added to the drive part 30 which gives a drive torque to the wheel drive shaft 12 from the pedal 24 via the crankshaft 21, the assist drive means 32 is added. The wheel drive shaft may be changed to the wheel drive shaft of the front wheel 17 so that the front wheel 17 is also a drive wheel.

(2)本実施形態において、電動アシスト自転車1のペダル踏力算出方法について説明したが、乗車者が着座部に着座してペダルに踏力を加えるシステムであれば、本発明のペダル踏力算出方法を適用できる。例えば、足漕ぎボートやトレーニングマシンに適用することができる。   (2) In the present embodiment, the pedal depression force calculation method of the electrically assisted bicycle 1 has been described. However, the pedal depression force calculation method of the present invention is applied to any system in which a rider sits on a seat and applies a depression force to the pedal. it can. For example, it can be applied to a rowing boat or a training machine.

(3)本実施形態において、制御手段70は、算出されたペダル踏力によってアシストトルクによる補助力を制御するとしたが、これとは別に、例えばハンドル部15に操作レバーを設けて、乗車者が操作レバーを操作して補助力を付加する第2の制御手段を有していてもよい。こうすれば、ペダル24を漕ぐことなく走行することも可能な電動アシスト自転車とすることができる。   (3) In the present embodiment, the control means 70 controls the assisting force by the assist torque based on the calculated pedal depression force. However, separately from this, for example, an operating lever is provided on the handle portion 15 so that the rider can operate it. You may have the 2nd control means which operates a lever and adds auxiliary force. If it carries out like this, it can be set as the electrically assisted bicycle which can also drive | work without pedaling.

1 電動アシスト自転車
11 駆動輪
12 車輪駆動軸
13 フレーム
14 サドル
15 ハンドル部
17 前輪
21 クランク軸
22a アーム
22b アーム
23a ペダル軸
23b ペダル軸
24 ペダル
24a 右ペダル
24b 左ペダル
30 駆動部
31 変速手段
32 アシスト駆動手段
40 負荷検出手段
41 荷重検出手段
42 記憶手段
43 算出手段
50 回転検出手段
60 変速比検知手段
70 制御手段
80 速度表示手段
S 着座部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric assist bicycle 11 Drive wheel 12 Wheel drive shaft 13 Frame 14 Saddle 15 Handle part 17 Front wheel 21 Crank shaft 22a Arm 22b Arm 23a Pedal shaft 23b Pedal shaft 24 Pedal 24a Right pedal 24b Left pedal 30 Drive unit 31 Transmission means 32 Assist drive Means 40 Load detection means 41 Load detection means 42 Storage means 43 Calculation means 50 Rotation detection means 60 Gear ratio detection means 70 Control means 80 Speed display means S Seating portion

Claims (5)

駆動輪の回転軸である車輪駆動軸と、
前記駆動輪が回転可能に前記車輪駆動軸を軸支するフレームと、
前記フレームに配設され乗車者が着座可能なサドルと、
前記フレームに回動可能に軸支されたクランク軸と、
前記クランク軸の両端から延出されたアームに保持されるとともに少なくとも前記クランク軸を介して前記車輪駆動軸に駆動トルクを付与可能なペダルと、
前記車輪駆動軸にアシストトルクを付与することによって前記駆動輪の回転駆動を補助するアシスト駆動手段と、
前記ペダルに加えられたペダル踏力を検出する負荷検出手段と、
前記アシスト駆動手段を制御する制御手段と、を有する電動アシスト自転車であって、
前記負荷検出手段は、前記サドルに加わる重量を計測可能な荷重検出手段と、前記荷重検出手段によって計測される重量を記憶する記憶手段と、所定の期間における前記重量の変動量に基づいて前記ペダル踏力を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする電動アシスト自転車。
A wheel drive shaft which is a rotation shaft of the drive wheel;
A frame that pivotally supports the wheel drive shaft such that the drive wheel is rotatable;
A saddle disposed on the frame and seated by a passenger;
A crankshaft pivotally supported by the frame;
A pedal that is held by arms extending from both ends of the crankshaft and can apply a driving torque to the wheel drive shaft via at least the crankshaft;
Assist driving means for assisting rotational driving of the drive wheels by applying assist torque to the wheel drive shaft;
Load detecting means for detecting pedal depression force applied to the pedal;
A power-assisted bicycle having control means for controlling the assist driving means,
The load detection means includes a load detection means capable of measuring a weight applied to the saddle, a storage means for storing a weight measured by the load detection means, and the pedal based on a variation amount of the weight in a predetermined period. An electrically assisted bicycle comprising: calculating means for calculating a pedaling force.
前記クランク軸の回転を検出する回転検出手段を有し、
前記制御手段は、前記回転検出手段の回転検出結果と、前記負荷検出手段によって検出された前記ペダル踏力と、に基づいて、付与する前記アシストトルクのトルク量を制御することを特徴とする請求項1に記載の電動アシスト自転車。
Rotation detection means for detecting rotation of the crankshaft;
The control means controls a torque amount of the assist torque to be applied based on a rotation detection result of the rotation detection means and the pedal depression force detected by the load detection means. The electrically assisted bicycle according to 1.
前記クランク軸と前記駆動輪との間に設けられ、複数種類の変速比に切り替え可能な変速手段と、
前記変速手段の変速比を検知可能な変速比検知手段と、を有し、
前記制御手段は、前記変速比検知手段が検知した前記変速手段の変速比と、前記回転検出手段の回転検出結果と、前記負荷検出手段によって検出された前記ペダル踏力と、に基づいて付与する前記アシストトルクのトルク量を制御することを特徴とする請求項2に記載の電動アシスト自転車。
Transmission means provided between the crankshaft and the drive wheel, and capable of switching to a plurality of types of transmission ratios;
Gear ratio detecting means capable of detecting a gear ratio of the speed change means,
The control means is provided based on a speed ratio of the speed change means detected by the speed ratio detection means, a rotation detection result of the rotation detection means, and the pedal depression force detected by the load detection means. The electric assist bicycle according to claim 2, wherein the amount of assist torque is controlled.
前記フレームに接続されたハンドル部に配設された速度表示手段を有し、
前記速度表示手段は、前記変速比検知手段が検知した前記変速手段の変速比と、前記回転検出手段の回転検出結果と、に基づいて走行速度を算出して表示することを特徴とする請求項3に記載の電動アシスト自転車。
Having a speed display means disposed on a handle portion connected to the frame;
The speed display means calculates and displays a traveling speed based on a speed ratio of the speed change means detected by the speed ratio detection means and a rotation detection result of the rotation detection means. 3. The electric assist bicycle according to 3.
クランク軸に連結されたペダルに加えられたペダル踏力を算出するペダル踏力算出方法であって、
着座部にかかる重量を所定の時間間隔で計測するステップと、
所定の期間における前記重量を記憶し、前記重量の変動量を算出するステップと、
前記変動量から前記ペダル踏力を算出するステップと、
を有することを特徴とするペダル踏力算出方法。

A pedal depression force calculation method for calculating a pedal depression force applied to a pedal connected to a crankshaft,
Measuring the weight applied to the seating portion at predetermined time intervals;
Storing the weight in a predetermined period and calculating a variation amount of the weight;
Calculating the pedal effort from the amount of change;
A pedal depression force calculation method characterized by comprising:

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